vmstat调优命令

目录

一、vmstat命令描述

二、vmstat的语法格式

三、压力测试工具stress

实验：

模拟I/O负载

查看是哪个进程I/O读写高:pidstat -d (-d参数查看各进程io情况）

总结

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一、vmstat命令描述

vmstat命令：  用来获得有关进程、虚存、页面交换空间及 CPU活动的信息。这些信息反映了系统的负载情况

1、vmstat命令

在系统中运行的每个进程都需要使用到内存，但不是每个进程都需要每时每刻使用系统分配的内存空间。当系统运行所需内存超过实际的物理内存，内核会释放某些进程所占用但未使用的部分或所有物理内存，将这部分资料存储在磁盘上直到进程下一次调用，并将释放出的内存提供给有需要的进程使用。

在Linux内存管理中，主要是通过“调页Paging”和“交换Swapping”来完成上述的内存调度。调页算法是将内存中最近不常使用的页面换到磁盘上，把活动页面保留在内存中供进程使用。交换技术是将整个进程，而不是部分页面，全部交换到磁盘上。

分页(Page)写入磁盘的过程被称作Page-Out，分页(Page)从磁盘重新回到内存的过程被称作Page-In。当内核需要一个分页时，但发现此分页不在物理内存中(因为已经被Page-Out了)，此时就发生了分页错误（Page Fault）。

当系统内核发现可运行内存变少时，就会通过Page-Out来释放一部分物理内存。经管Page-Out不是经常发生，但是如果Page-out频繁不断的发生，直到当内核管理分页的时间超过运行程式的时间时，系统效能会急剧下降。这时的系统已经运行非常慢或进入暂停状态，这种状态亦被称作thrashing(颠簸)。

二、vmstat的语法格式

Vmstat的语法：

Vmstat  [秒数]  [次数]   指定多少秒显示一次，共显示几次

2.1、vmstat命令参数

参数解释

-a：显示活跃和非活跃内存

-f：显示从系统启动至今的fork数量 。

-m：显示slab信息

-n：只在开始时显示一次各字段名称。

-s：显示内存相关统计信息及多种系统活动数量。

delay：刷新时间间隔。如果不指定，只显示一条结果。

count：刷新次数。如果不指定刷新次数，但指定了刷新时间间隔，这时刷新次数为无穷。

-d：显示磁盘相关统计信息。

-p：显示指定磁盘分区统计信息

-S：使用指定单位显示。参数有 k 、K 、m 、M ，分别代表1000、1024、1000000、1048576字节（byte）。默认单位为K（1024 bytes）

-V：显示vmstat版本信息。

示例:

参数解释

Vmstat -a  #显示活跃和非活跃内存

字段说明：

前面的Procs（进程）

  r  运行队列中进程数量，这个值也可以判断是否需要增加CPU（长期大于1）

  b  等待IO的进程数量

在Memory（内存）的字段中

  Swpd  使用虚拟内存大小，如果swpd的值不为0，但是SI，SO的值长期为0，这种情况不会影响系统的性能

  Free   空闲物理内存大小

  Buff   用作缓冲的内存大小

  Cache  用作缓存的内存大小，如果cache的值大的时候，说明cache处的文件数多，如果频繁访问到的文件都能被cache，那么磁盘的读IO bi会非常小。

这里vmstat -a中用inact/active（活跃与否） 来取代 buff/cache 的内存输出信息。

Swap字段中

  Si  每秒从交换区写到内存的大小，由磁盘调入内存

  So  每秒写入交换区的内存大小，由内存调入磁盘

在IO的字段当中（现在的Linux版本块的大小为1KB）

  Bi  每秒读取的块数

  Bo  每秒写入的块数

注意：随机磁盘读写的时候，这两个值越大（如果超出1024k）能看到CPU在IO等待的值也会越大

在system字段中

  In 每秒中断数，包括时钟中断

  Cs  每秒上下文切换数

这两个值越大，会看到由内核消耗的CPU时间会越大

接下来的CPU字段当中（以百分比显示）

  Us  用户进程执行时间百分比（user time）

  Sy  内核系统进程执行时间百分比（system time）

  Wa  IO等待时间百分比

  Id  空闲时间百分比

参数解释

Vmstat -f  #显示从系统启动至今的fork数量

显示系统启动后创建的进程数，linux下创建进程的系统调用是fork

参数解释

Vmstat -s  #显示内存相关统计信息以及多种系统活动数量

参数解释

Vmstat -d  #显示磁盘相关统计信息

参数解释

Vmstat -p [硬盘设备]  #查看指定硬盘分区的读写统计信息

参数解释

Vmstat -m   #查看系统的slab信息

三、压力测试工具stress

1、工具简介：

stress是Linux下的一个压力测试工具，可以对cpu、memory(内存)、IO以及磁盘进行压力测试,可以指定负载的cpu个数

2、参数详解

-c : --cpu  产生n个进程，每个进程都反复不停的计算随机数的平方根

-i : --io  产生n个进程，每个进程反复调用 将内存上的内容写到硬盘上

-m :-vm  产生n个进程，每个进程不断分配和释放内存

-t : --timout   在n秒后结束进程

-d : --hdd  产生n个不断执行 write 和unlink函数的进程（创建文件、写入内容、删除文件）

下载压力工具软件包

[root@ly ~]# yum install -y epel-release    

注：需要先下载所需要的依赖包否则直接下载stress软件包工具不成功

3.1、下载压力测试工具

[root@ly ~]# yum install -y stress

实验：

1、压力测试，查看CPU的使用率

采用stress压力测试工具，模拟CPU 负载的情况，高IO的情况，使用uptime查看平均负载，使用mvstat和pidstat工具，找出负载高的根源。

查看系统负载情况 uptime

模拟cpu 负载：

压力测试前，cpu的使用率及io的使用情况

压力测试前初始信息

使用stress工具进行压力测试

进行压力测试 对2快cpu 进行增压 持续600s

pidstat -u 5  查看运行中的进程和任务，每5秒刷新一次

找到原因：是因为stress进程产生的压力过大

用kill -9杀死指定占用率大的进程，再查看占用率

这时的cpu释放出来，占用率降低，所有数据恢复正常状态

模拟I/O负载

使用stress工具进行压力测试

-i : --io  产生n个进程，每个进程反复调用 将内存上的内容写到硬盘上

进行压力测试，产生10个进程，持续600秒

注：使用stress无法模拟iowait升高，但sys（表示内核进程使用的 CPU 百分比。）升高。stress -i参数表示通过系统调用sync来模拟IO问题，但sync是刷新内存缓冲区数据到磁盘中，以确保同步。如果内存缓冲区内没多少数据，读写到磁盘中的数据也就不多，没法产生IO压力。使用SSD（固态硬盘）磁盘的环境中尤为明显，iowait一直为0，但因为大量系统调用，导致系统CPU使用率sys升高。

命令：stress --io 15 --hdd 15 --timeout 600s

-d : --hdd  产生n个不断执行 write 和unlink函数的进程（创建文件、写入内容、删除文件）

-i : --io  产生n个进程，每个进程反复调用 将内存上的内容写到硬盘上

使用 --hdd 产生函数的进程，就可以使bi和bo 的数值升高，读写性能负载

查询进程占用情况

查看是哪个进程I/O读写高:pidstat -d (-d参数查看各进程io情况）

查看进程找到指定进程杀死

Kill -9 杀掉指定进程后查看

这时的 %iowait数值恢复正常

总结

如果一个程序运行在一个处理器的机器上，并且占用所有的处理器情况下，从而导致CPU过载，就可以通过mvstat进行诊断排错，但是如果不占用所有的处理器，而只占用在一个多处理器的机器上，从而导致一个cpu过载，其他cpu处于空闲，mvstat就不如mpstat显示的信息详细

当%idle数字较低时，就是CPU不足的原因

当%iowait数字较高时，当前负载下的I/O子系统出现了某些问题